pH值与乙酸对易腐有机垃圾水解过程的抑制

通过外部添加水解酶比较和区分pH值和乙酸对水解的影响,结果表明:以固相挥发性固体和元素碳的减少以及液相有机碳的增加表征水解率,在pH=7时最大,144h的水解率可达66.9%;与pH=7相比,pH=8-9时,水解率降低8%-24%;pH=5-6,水解率降低40%-60%.20g·l-1乙酸的加入抑制了水解,在不同pH值条件下与不添加乙酸的水解相比,抑制程度为2%-35%,pH=7时乙酸的抑制最显著,可达35%.颗粒态物料的水解过程动力学符合Chen-Hashimoto公式.     

中温和高温厌氧生物产氢反应器连续运行的研究

采用2个厌氧生物产氢反应器分别在中温(37℃)和高温(55℃)下连续运行.以河底沉积物接种,葡萄糖为基质,在CSTR中成功实现了连续中温厌氧产氢,最高产氢量达8.6L/(L·d),基质产氢摩尔比(H₂/葡萄糖)为1.98.以厌氧产甲烷颗粒污泥接种,蔗糖为基质,在UASB反应器中成功实现了连续高温厌氧产氢过程,最高产氢量达6.8L/(L·d),基质产氢摩尔比(H₂/蔗糖)为3.6.在高温UASB反应器中培养获得了灰白色的产氢颗粒污泥,平均粒径为0.8～1.2mm,沉速为30～40m/h,电镜观察发现其表层生长大量杆状细菌.对2种产氢污泥的总DNA进行提取和纯化,通过PCR扩增和DGGE分析,发现高温和中温厌氧产氢污泥中的大部分真细菌种类相同,但各自的优势菌种明显不同.     

苯系化合物在硝酸盐还原条件下的生物降解性能

运用驯化的反硝化混合菌群进行了苯系化合物(BTEX)的厌氧降解试验.结果表明,混合菌群能够在反硝化条件下有效降解苯、甲苯、乙苯、邻二甲苯、间二甲苯和对二甲苯.BTEX的降解规律符合底物抑制的Monod模型,当初始浓度小于50mg·L^-1时,6种受试基质的厌氧降解速率顺序为:甲苯>乙苯>间二甲苯>邻二甲苯>对二甲苯>苯.整个试验过程中NO₃^-的消耗与苯、甲苯、乙苯、邻二甲苯、间二甲苯及对二甲苯生物降解之间的摩尔比分别为:9.47,9.26,1     

城市有机垃圾间歇厌氧消化pH控制动力学研究

对厌氧消化系统的物料及电离平衡进行分析,利用底物降解和微生物生长动力学建立城市有机垃圾间歇厌氧消化pH值控制模型,并研制开发了间歇厌氧消化过程pH值与产气量最优化计算机软件.运用该模型可预测不同厌氧消化过程的最佳pH值,从而通过控制厌氧系统的pH值使系统产气量达到最大,通过2组对比实验验证模型的有效性.结果表明,在相同的实验条件下厌氧系统的pH控制在最佳值时系统产气较未对pH值控制时稳定,且总产气量平均提高20%左右.     

矿物材料对餐厨垃圾厌氧消化的影响研究

在试验的基础上研究了3种矿物材料膨润土、斜发沸石、粉煤灰对富含钠离子的餐厨垃圾厌氧消化过程的影响.结果表明,在发酵温度为35℃、底物固含量(TS)为10%、添加物用量为1%(质量分数,以消化底物计)时,膨润土、沸石粉、粉煤灰对含盐餐厨垃圾的厌氧发酵消化液中的钠离子具有良好的吸附性能,吸附率分别为13.75%、10.11%、7.99%.在未使用无机矿物的情况下,当钠离子浓度为3000～4000mg·L-1时,含盐餐厨垃圾的的厌氧消化过程受到Na 离子的明显抑制.从产气量分析,3种矿物材料均能明显促进餐厨垃圾的厌氧消化过程,与空白对照试组相比,膨润土、斜发沸石、粉煤灰分别使产气量提高了131%、82%和45%.三者对甲烷气产量的促进影响强弱顺序是,膨润土＞斜发沸石＞粉煤灰.初步讨论了这3种矿物材料提高餐厨垃圾厌氧消化甲烷产量的作用机理.     

ABR反应器的碱度变化及调控研究

研究了折流厌氧反应器(ABR)运行中碱度的变化情况及其与ABR各格室中VFA、pH和COD变化之间的关系.结果表明,碱度沿程变化与反应器的VFA浓度变化密切相关,碱度和pH值的最低点出现在VFA浓度最高点.碱度条件是通过pH值影响系统的运行.ABR沿程碱度和pH值变化都存在一个先降低后上升的过程.碱度控制一般以保证ABR沿程最低pH值不低于6.0为准,6.5以上为佳.进水碱度的下限与反应器的进水浓度密切相关.在低负荷COD条件下[3.7 kg/(m³·d)],保持ABR运行良好的最低碱度为800 mg/L.     

污泥生物处理的研究与应用

污泥生物处理技术包括污泥前置及后置的处理。污泥前置处理可以通过微生物自身的新陈代谢和微生物种群之间捕食作用,以及对工艺和反应器的改良来实现污泥减量。污泥后置生物处理是指污泥消化,可以使用高温-中温共相厌氧消化和蛋形污泥消化器对污泥进行减量;这些方法从不同侧面反应了目前污泥生物处理研究现状以及最新进展。     

废水中2,6-二硝基酚厌氧毒性和降解动力学研究

在中温(35℃±1℃)厌氧条件下,以葡萄糖为共基质,采用间歇实验方法,研究了2,6-二硝基酚(2,6-DNP)的厌氧产甲烷毒性和厌氧降解动力学.厌氧毒性试验(ATA)以累计产甲烷量和相对活性(RA)为指标,评价了不同浓度2,6-DNP对产甲烷菌的抑制程度;结果表明,2,6-DNP浓度＜20 mg/L时,对产甲烷菌没有抑制作用,浓度为40 mg/L时产生轻度抑制,浓度为80～120 mg/L时产生重度抑制;24 h 2,6-DNP的75%、50%、25%相对抑制浓度分别为30、70和＞120 mg/L.2,6-DNP降解动力学可用Haldane方程来描述,利用非线性拟合求得动力学参数Ks、Rm、Ki分别为179.7 mg/L、4.84 mg/g VSS·h、206.5 mg/L,方差R2=0.94,拟合效果很好.     

NH3-N在大连湾的水环境行为模拟研究

应用三维水质模型对大连湾中的主要污染物NH3-N的行为进行了模拟,对NH3-N浓度的时空变化规律以及其影响因素进行了研究,选择主要的模型参数进行了灵敏度分析。由空间分布的模拟结果可知,在大连湾,NH3-N浓度主要集中在排污口附近区域,灵敏度分析显示,在排污口区水体的扩散能力对NH3-N浓度的影响较大。由季节变化模拟结果可知,在湾顶部的排污口区NH3-N浓度显示明显的季节变化趋势。在湾中部和朝海边界的湾口区NH3-N浓度较低,变化平缓。模拟结果可以为大连湾的污染控制、水质规划和管理提供科学依据。     

Degradation of polyacrylamide (PAM) and methane production by mesophilic and thermophilic anaerobic digestion: Effect of temperature and concentration

• PAM degradation in thermophilic AD in comparison with mesophilic AD. • PAM degradation and its impact on thermophilic and mesophilic AD. • Enhanced methane yield in presence of PAM during thermophilic and mesophilic AD. • PAM degradation and microbial community analysis in thermophilic and mesophilic AD. Polyacrylamide (PAM) is generally employed in wastewater treatment processes such as sludge dewatering and therefore exists in the sludge. Furthermore, it degrades slowly and can deteriorate methane yield during anaerobic digestion (AD). The impact or fate of PAM in AD under thermophilic conditions is still unclear. This study mainly focuses on PAM degradation and enhanced methane production from PAM-added sludge during 15 days of thermophilic (55°C) AD compared to mesophilic (35°C) AD. Sludge and PAM dose from 10 to 50 g/kg TSS were used. The results showed that PAM degraded by 76% to 78% with acrylamide (AM) content of 0.2 to 3.3 mg/L in thermophilic AD. However, it degraded only 27% to 30% with AM content of 0.5 to 7.2 mg/L in mesophilic AD. The methane yield was almost 230 to 238.4 mL/g VSS on the 8th day in thermophilic AD but was 115.2 to 128.6 mL/g VSS in mesophilic AD. Mechanism investigation revealed that thermophilic AD with continuous stirring not only enhanced PAM degradation but also boosted the organics release from the sludge with added PAM and gave higher methane yield than mesophilic AD.